Question

6．已知水在25℃和95℃時，其電離平衡曲線如圖所示．
（1）25℃時，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，則NaOH溶液與H₂SO₄溶液的體積比為10：1．
（2）95℃時，若100體積pH=a的某強酸溶液與1體積pH=b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則a與b之間應滿足的關系是a+b=14．
（3）在曲線B所對應的溫度下，將0.02mol/L的Ba（OH）₂溶液與等物質的量濃度的NaHSO₄溶液等體積混合，所得混合液的pH=10．

Answer 1

分析 （1）先根據溫度和混合溶液pH大小確定溶液的酸堿性，根據溶液的pH計算酸和堿的體積之比；
（2）酸、堿都是強電解質，溶液呈中性說明氫離子和氫氧根離子的物質的量相等，結合水的離子積常數確定強酸的pH₁與強堿的pH₂之間應滿足的關系；
（3）根據圖象判斷該溫度下水的離子積，然后計算出混合液中氫氧根離子濃度，再結合該溫度下水的離子積計算出所帶溶液中氫離子濃度及溶液的pH．

解答 解：（1）25°C時純水的pH=6，混合溶液的pH=7，說明酸、堿混合呈中性，pH=9的NaOH溶液c（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液（H⁺）=10^-4mol/L，
設酸的體積為x，堿的體積為y，10^-5 mol/L×y=10^-4mol/L×x，y：x=10：1；
故答案為：10：1；
（2）95℃時，pH₁=a的某強酸溶液中C（H⁺）=10^-amol/L，pH₂=b的某強堿溶液c（OH^-）=10^b-12mol/L，溶液呈中性，則酸中氫離子的物質的量應等于堿中氫氧根離子的物質的量，則：100×10^-a=1×10^b-12，整理可得：a+b=14，
故答案為：a+b=14；
（3）在曲線B中，水的離子積為：10^-6×10^-6=10^-12，0.02mol/L的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.04mol/L，NaHSO₄溶液的濃度為0.02mol/L，c（H⁺）=0.02mol/L，當二者等體積混合后，溶液中的c（OH^-）=$\frac{0.04mol/L-0.02mol/L}{2}$=0.01mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{0.01}$=10^-10mol/L，該溶液的pH=10，
故答案為：10．

點評 本題考查了酸堿混合的定性判斷及溶液pH的計算，題目難度較大，明確溶液酸堿性與溶液pH的關系為解答關鍵，（2）為易錯點，需要明確該溫度下水的離子積為10^-6×10^-6=10^-12，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力．